Кручение. Определение напряжений и деформаций при кручении

Содержание

Слайд 2

Так, в автомобиле или тракторе в состав механической Т. входят Силовая

Так, в автомобиле или тракторе в состав механической Т. входят Силовая

передачаСиловая передача, СцеплениеСиловая передача, Сцепление, Карданная передачаСиловая передача, Сцепление, Карданная передача, Дифференциальный механизм и др. устройства.

Примеры механизмов, воспринимающих крутящие моменты

Распространенным примером являются трансмиссии

Трансмиссия – (transmissio — передача, переход) - устрой-ство для передачи механической энергии от двигателя к исполнительным органам машины либо к другим рабочим машинам (станкам, мельницам и т.п.).

Передача вращения от трансмиссионного вала к рабочим машинам обычно производится приводными ремнями (контр-привод).

К Р У Ч Е Н И Е

В современной технике под Т. понимается вся совокупность передаточных устройств от вала двигателя до рабочих органов машины, на которой он установлен.

Слайд 3

В большинстве случаев бывают заданы мощность, передаваемая валом, и число оборотов,

В большинстве случаев бывают заданы мощность, передаваемая валом, и число оборотов,

величины скручивающих моментов определяются исходя из этих данных.

Брусья, передающие крутящий момент называются валами или осями.

Внешние скручивающие моменты, как правило, передаются на вал в местах посадки на него шкивов, зубчатых колес.

Те- внешний крутящий момент; N – мощность в кВт; n – число оборотов в минуту.

По величине приложенных внешних крутящих моментов Те методом сечений определяются внутренние крутящие моменты Т

К Р У Ч Е Н И Е

Слайд 4

По величине приложенных внешних крутящих моментов Те методом сечений определяются внутренние

По величине приложенных внешних крутящих моментов Те методом сечений определяются внутренние

крутящие моменты Т

К Р У Ч Е Н И Е

Слайд 5

Определение напряжений и деформаций при кручении

Определение напряжений и деформаций при кручении

Слайд 6

Максимальные касательные напряжения будут при Определение напряжений и деформаций при кручении

Максимальные касательные напряжения будут при

Определение напряжений и деформаций при кручении

Слайд 7

Определение напряжений и деформаций при кручении Введем понятие момента сопротивления –

Определение напряжений и деформаций при кручении

Введем понятие момента сопротивления – это

отношение момента инерции к расстоянию до наиболее удаленной точки сечении

Тогда

Полный угол закручивания на длине l

Слайд 8

Расчет валов на прочность и жесткость Условие прочности при кручении К

Расчет валов на прочность и жесткость

Условие прочности при кручении

К Р У

Ч Е Н И Е

Условие жесткости при кручении

Слайд 9

Исходя из условия прочности и формул для моментов, можно рассчитать вал

Исходя из условия прочности и формул для моментов, можно рассчитать

вал на прочность и жесткость.

Полярный момент инерции круга

Момент сопротивления

Расчет валов на прочность и жесткость

Слайд 10

диаметр из условия прочности и из условия жесткости Расчет валов на

диаметр из условия прочности

и из условия жесткости

Расчет валов на прочность и

жесткость

После подстановки получим

Слайд 11

Кручение. Пример решения задачи Задание 2. К стальному валу приложены три

Кручение. Пример решения задачи

Задание 2. К стальному валу приложены три известных

момента Т1, Т2, Т3.
Определить величину момента Х, если угол закручивания правого торцевого сечения вала равен нулю.
Построить эпюру крутящих моментов.
При заданном значении adm определить диаметр вала из расчета на прочность и округлить его значение до ближайшего равного: 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80,90, 100 мм.
Построить эпюру углов закручивания, найти наибольший относительный угол закручивания и проверить вал на жесткость при φadm = 1,5 град/м. G=8·104 МПа
Слайд 12

Кручение. Пример решения задачи Вычертим расчетную схему

Кручение. Пример решения задачи

Вычертим расчетную схему

Слайд 13

Кручение. Пример решения задачи Как можно видеть по расчетной схеме, в

Кручение. Пример решения задачи

Как можно видеть по расчетной схеме, в задаче

- 2 неизвестных величины: ТВ-реактивный момент в заделке, Х-определяемый момент, т. е задача статически неопределима, так как из уравнения статики их определить не удастся

ΣМz= - X+T3 –T2 – T1+ TB =0

TB= X - T3 +T2 + T1

а=1,2 м

b=1,0м

c=1,2м

а =1,2 м

Х=?

С

В

D

K

M

TB

z

Слайд 14

Кручение. Пример решения задачи В качестве второго уравнения используем условие задачи.

Кручение. Пример решения задачи

В качестве второго уравнения используем условие задачи.

Угол закручивания

правого концевого сечения выразим алгебраической суммой взаимных углов закручивания сечений отдельных участков под действием каждого из крутящих моментов в отдельности:
Слайд 15

Кручение. Пример решения задачи а=1,2 м b=1,0м c=1,2м а =1,2 м

Кручение. Пример решения задачи

а=1,2 м

b=1,0м

c=1,2м

а =1,2 м

Х=?

С

В

D

K

M

TB

z

l3= c;

l4= a;

Разобьем вал на

участки и запишем выражения для внутренних усилий
Слайд 16

Кручение. Пример решения задачи Подставим значение реактивного момента в формулы крутящих

Кручение. Пример решения задачи

Подставим значение реактивного момента в формулы крутящих моментов:

Тогда

угол закручивания в сечении М
Слайд 17

Кручение. Пример решения задачи После открытия скобок и преобразования получаем откуда

Кручение. Пример решения задачи

После открытия скобок и преобразования получаем

откуда

Слайд 18

Кручение. Пример решения задачи Определим значения крутящих моментов и построим эпюру крутящих моментов

Кручение. Пример решения задачи

Определим значения крутящих моментов

и построим эпюру крутящих моментов

Слайд 19

Кручение. Пример решения задачи а=1,2 м b=1,0м c=1,2м а =1,2 м

Кручение. Пример решения задачи

а=1,2 м

b=1,0м

c=1,2м

а =1,2 м

Х=?

С

В

D

K

M

TB

104

1304

496

z

Т, Нм

α, рад

0,0219

0,0198

0,0121

Слайд 20

Кручение. Пример решения задачи Определим диаметр из условия прочности Округляем диаметр

Кручение. Пример решения задачи

Определим диаметр из условия прочности

Округляем диаметр до 50

мм и определяем углы закручивания на участках, предварительно рассчитав жесткость вала
Слайд 21

Кручение. Пример решения задачи Определим угловые перемещения в сечениях по длине

Кручение. Пример решения задачи

Определим угловые перемещения в сечениях по длине вала


αВ=0;

αС= αВ+φ1=0,0219 рад;

αD= αС +φ2=0,0219-0,0021= 0,0198рад;

αК= αD +φ3=0,0198-0,0319= -0,0121рад;

αМ= αК +φ4= -0,0121+0,0121=0;

Строим эпюру углов поворота по длине вала.

Слайд 22

Кручение. Пример решения задачи а=1,2 м b=1,0м c=1,2м а =1,2 м

Кручение. Пример решения задачи

а=1,2 м

b=1,0м

c=1,2м

а =1,2 м

Х=?

С

В

D

K

M

TB

104

1304

496

z

Т, Нм

α, рад

0,0219

0,0198

0,0121

Слайд 23

Кручение. Пример решения задачи Определим относительный угол закручивания на каждом участке

Кручение. Пример решения задачи

Определим относительный угол закручивания на каждом участке